Fehlerdiagnose bei elektronischen Bauteilen

In den letzten Jahren haben viele Antworten hier die fragende Person dazu angehalten, ein bestimmtes Bauteil mit einem Multimeter zu prüfen. Dies hat zu einigen grundlegenden Fragen geführt: Wie mache ich das? Hier ist eine kurze Beschreibung einiger der häufigsten Bauteile und wie man diese überprüft. Es handelt sich lediglich um einen grundlegenden Überblick, nicht um einen vollständigen Elektronikkurs.

Kondensatoren

Ein Kondensator ist ein kleines, meist elektronisches Bauteil auf den meisten Leiterplatten, das verschiedene Funktionen erfüllen kann. Wenn ein Kondensator in einen Stromkreis mit aktivem Strom eingesetzt wird, sammeln sich Elektronen von der negativen Seite auf der nächstgelegenen Platte an (der Strom fließt von negativ nach positiv, deshalb ist der negative Anschluss der aktive, obwohl viele Kondensatoren nicht gepolt sind). Sobald die Platte sie nicht mehr halten kann, werden sie durch das Dielektrikum auf die andere Platte gedrückt und so die Elektronen zurück in den Stromkreis verdrängt. Dies nennt man Entladung. Elektrische Bauteile reagieren sehr empfindlich auf Spannungsschwankungen, weshalb eine Spannungsspitze diese teuren Teile zerstören kann. Kondensatoren glätten die Gleichspannung für andere Bauteile und sorgen so für eine stabile Stromversorgung. Wechselstrom wird von Dioden gleichgerichtet, sodass statt Wechselstrom Impulse von Gleichstrom von null Volt bis zum Spitzenwert entstehen. Wenn ein Kondensator von der Stromleitung gegen Masse geschaltet wird, lässt er den Gleichstrom nicht durch, aber da der Impuls den Kondensator füllt, verringert er den Stromfluss und die effektive Spannung. Während die Speisespannung auf null sinkt, beginnt der Kondensator, seinen Inhalt abzugeben, wodurch die Ausgangsspannung und der Strom geglättet werden. Daher wird ein Kondensator in Reihe zu einem Bauteil geschaltet, um Spitzen aufzunehmen und Täler auszugleichen, was wiederum eine konstante Stromversorgung für das Bauteil gewährleistet.

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Arten von Kondensatoren, die in Schaltkreisen oft unterschiedlich eingesetzt werden. Die allseits bekannten runden, dosenartigen Kondensatoren sind in der Regel Elektrolytkondensatoren. Sie bestehen aus ein oder zwei Metallfolien, die durch ein Dielektrikum getrennt sind. Das Dielektrikum kann Luft (einfachster Kondensator) oder anderes nichtleitendes Material sein. Die durch das Dielektrikum getrennten Metallfolien werden dann ähnlich wie ein Fruchtriegel aufgerollt und in die Dose eingesetzt. Diese eignen sich hervorragend für die Grobfilterung, sind aber bei hohen Frequenzen nicht sehr effizient.

Keramikkondensatoren eignen sich hervorragend für höhere Frequenzen, sind aber für die Grobfilterung ungeeignet, da sie bei höheren Kapazitätswerten zu groß werden. In Schaltkreisen, bei denen eine stabile Spannungsquelle entscheidend ist, befindet sich normalerweise ein großer Elektrolytkondensator parallel zu einem Keramikkondensator. Der Elektrolytkondensator übernimmt den Großteil der Arbeit, während der kleine Keramikkondensator die hohen Frequenzen herausfiltert, die der große Elektrolytkondensator übersieht.

Dann gibt es noch Tantalkondensatoren. Diese sind klein, haben aber im Verhältnis zu ihrer Größe eine höhere Kapazität als Keramikkondensatoren. Sie sind teurer, werden aber häufig auf den Leiterplatten kleiner elektronischer Geräte verwendet.

Dies sind im Wesentlichen die Grundlagen über Kondensatoren. Wenn man mehr darüber lernen möchte, gibt es zahlreiche Elektronikkurse. Die Hauptfrage ist nun, wie man einen Kondensator prüft, um festzustellen, ob er ausgetauscht werden muss.

Um einen Kondensator zu prüfen, während er noch in einer Schaltung eingebaut ist, ist ein ESR-Messgerät erforderlich. Wenn der Kondensator aus der Schaltung ausgebaut ist, kann ein Multimeter, das als Ohmmeter eingestellt ist, verwendet werden, allerdings nur für einen Alles-oder-nichts-Test. Er zeigt nur an, ob der Kondensator komplett defekt ist oder nicht. Er bestimmt nicht, ob sich der Kondensator in einem guten oder schlechten Zustand befindet. Um festzustellen, ob ein Kondensator den richtigen Wert (Kapazität) aufweist, ist ein Kapazitätsmessgerät erforderlich. Dies gilt natürlich auch, um den Wert eines unbekannten Kondensators zu bestimmen.